在交叉卷繞筒子的卷繞過程中避免疊繞的方法
2023-11-02 19:30:07
專利名稱：在交叉卷繞筒子的卷繞過程中避免疊繞的方法
技術領域：
本發明涉及一種與第一權利要求的前序部分相應的用於在交叉卷繞筒子的卷繞過程中避免疊繞的方法。
在交叉卷繞筒子的卷繞過程中，所謂疊繞就是一種管紗結構上的缺陷，基於在交叉卷繞筒子的退卷過程中的消極作用，例如整個紗層的落筒現象，因此要絕對避免出現這樣的缺陷。當卷取鼓以恆定的圓周速度驅動靠在其上的交叉卷繞筒子時，則其轉速僅取決於筒子直徑。隨著筒子直徑的增大，筒子的轉速變小，因此，每一單位時間，筒子轉速與導紗器的雙動程數關係是同時變化的。當圈數比，即筒子迴轉數與雙動程數之比由整數構成時，總是會出現疊繞現象，這時紗線反覆地在筒子圓周上的同一或鄰近位置堆繞，就形成了帶狀紗層。
在開式紡紗機中，通常所有的卷繞裝置和防疊繞裝置即導紗器均由中央驅動。通過眾多中央驅動的卷繞裝置，無法使防疊作用與每一單個交叉卷繞筒子的卷繞狀態匹配。防疊作用必須變得有效，而正對在各絡紗頭處出現怎樣的圈數比並不重要。
從DE2534239C2中已知一種用在帶有橫動導紗器的交叉卷繞裝置上的防疊方法和裝置，在該裝置中，紗線是以恆定速度輸送的。
這種已知的方法和這種已知的裝置特別被用在開式紡紗機上。除已知的矩形函數以及正弦函數外，所描述的用於防疊的基本函數還有三角函數和與之一同使用的鋸齒形函數。
在無規卷繞中，對防疊質量的鑑別可以根據花紋組織是怎樣散開的，也就是說，在一種花紋組織情況下，上下疊置的紗層是怎樣在筒子表層攤開的來進行。根據在筒子端面所看到的換向點的分布情況，就可以看出其堆繞情況。正如下面藉助附圖進一步闡明的那樣，在三角函數、鋸齒形函數和正弦函數情況下，花紋組織的散開狀況不是很好。朝著端面看，圓周很大的角範圍不含換向點。這就是說，連續移動的區域在交叉卷繞筒子的圓周面上延伸，在筒子迴轉量大時，在該區域上紗線無堆繞現象。儘管阻止了花紋組織結構，但這樣的交叉卷繞筒子的結構仍然相當參差不齊。
在其極值點對稱於一個產生花紋組織的圈數比的矩形函數情況下，在圓周上便維持了良好的換向點分布。與在對稱三角函數情況下的大約210°範圍相比，在矩形函數情況下僅剩下大約三分之一，即大約70°沒有被紗層覆蓋。通過所謂臨界圈數比的跳躍式經過，有效地抑制了花紋組織的堆繞。然而矩形函數還有如下缺陷雖然導紗器電機的轉速及由此形成的在單位時間內的雙動程量的變化是大約跳躍式地對稱於形成花紋組織的轉速變化的，且與此同時重又不斷地留下可能的花紋組織區，但是根據矩形函數，在預定時間內的雙動程量在極值點是恆定的。由於交叉卷繞筒子的直徑進一步增大，因此可能在矩形曲線的極值點出現花紋組織區。於是便能夠形成前面剛剛留下的那種花紋組織區。由於在這一區域驅動速度是常數，於是可能產生一種無幹擾的花紋組織結構。
因此，本發明的任務在於提出一種方法，這種方法在避免已知缺陷的前提下還能更有效地阻止疊繞的形成。
根據本發明，完成上述任務是藉助第一權利要求所述的特徵來實現。本發明較優的布置列在從屬權利要求中。
本發明的周期激勵函數能夠用於所有的橫動導紗器來幹擾驅動速度，除了對於紗線防疊卷繞的往復螺紋導紗輥，它們同時驅動筒子。
幹擾導紗器的驅動速度的激勵函數可以通過一個機械聯動裝置或者通過導紗器驅動電機的一個電子控制裝置實現。這方面的實例可以從DE2534239C2中得知。只要用一臺特殊的電動機共同驅動導紗器，則帶有眾多卷繞裝置的紡織機械的導紗器的驅動控制便能以最為簡單的方式實現而無需大的構造費用，也就是說不需要機械聯動裝置，所說的特殊電動機的轉速可以無級調整，例如用一臺反相換流供電的異步電動機。而後，藉助一臺函數發生器便可產生各種所期望的用來幹擾導紗器的驅動速度的激勵函數。
經過零點時，周期激勵函數的斜率是如此選擇的，以致它在那點上比具有相同周期和振幅的正弦函數的斜率大。要使所說激勵函數在極值點區域的停留時間儘可能地少，就必須在那點上使其斜率也同樣離開正弦函數的斜率。根據本發明，在極值點附近的斜率是這樣選擇的，以致與具有相同周期和振的正弦函數的第一部分的斜率值相比，所說激勵函數的第一部分的斜率值在這一區域要大些。
在本發明激勵函數的大斜率情況下，為了在每次經過零點時都能以儘可能少的停留時間通過在極值點的區域，該激勵函數的斜率就必須在經一個零點和一個換向點之間至少變化一次。對於成直線的激勵函數來說，特別要考慮這樣的要求。在激勵函數的變化成曲線情況下，這種要求已經得到滿足。激勵函數的斜率值在經一個零點和一個激勵函數極值點之間至少要這樣變化一次，以致而後該斜率值在直到極值點附近的區域上都小於具有相同周期和振幅的正弦函數的第一部分的斜率值。
在本發明較優的進一步改進中，所需的激勵函數要麼可以通過一些函數來實現，藉助這些函數能夠使導紗器的驅動速度連續地產生變化，要麼可以通過一些多角函數來實現，當導紗器由一臺可調的特殊電動機共同驅動時，有關的激勵函數例可以由函數發生器產生。多角函數的曲線是由帶有不同斜率的直線段組成的。一個多角函數應該至少具有三個轉折點，以便它能處於不利的三角函數和不利的矩形函數之間。
在本發明較優的進一步布置中，只要激勵函數的周期或激勵函數的振幅總是在一個範圍內變化，就還可以對疊繞的幹擾方式做進一步的改進。各種幹擾的效果因此相互疊加。如果在花紋組織區，交叉卷繞筒剛好通過監界直徑範圍，則例如由於所推選的幹擾使雙動程數發生變化。由此使可能出現的疊繞底紗受到幹擾。
如果同時實施上述兩種幹擾方式，即改變周期和改變轉速也就是導紗器的驅動速度，則還可以對疊繞的幹擾做出進一步的改進。
在本發明的進一步布置中，通過改變轉折點的位置以及改變多角函數的轉折點數量還可實現對疊繞的繼續幹擾。所得幹擾效果與前述幹擾形式所獲得的幹擾效果相比是比較好的。
特別是當導紗器由一臺可調電動機驅動時，便出現了有益的可能方式，即讓一臺隨機發生器來對所指示的幹擾方式進行選擇。儘管有激勵函數，但連續到達或經過形成疊繞的圈數比的可能性，會通過使用隨機發生器而明顯變小。
下面藉助對附圖的說明來進一步闡述本發明。
其中
圖1是可供選擇的激勵函數，
圖2是正弦函數的幹擾效果，圖3是三角函數的幹擾效果，圖4是矩形函數的幹擾效果，圖5是本發明多角函數的幹擾效果，圖6和7是激勵函數變化形式的實例，和圖8是卷繞裝置和導紗器的受控驅動裝置的實例。
在圖1中描述了可供選擇的周期激勵函數在一個周期期間的曲線。周期的持續時間定為2π而振幅為1。其中1為矩形曲線，2為正弦曲線，3為對稱的三角曲線，4a和4b為兩條鏡象對稱的鋸齒形曲線，而5為多角曲線。
如果分別對振幅為1的激勵函數在0至π範圍內求積分，也就是在半個周期內，則得出如下的面積矩形函數3.1415正弦函數2.0000三角函數1.5708鋸齒形函數 1.5708在正弦函數和矩形函數之間的多角函數從2.0000到3.1415可以近似地把曲線下方的面積看做是各函數防疊性能的尺度。正如藉助下面的附圖所闡述的那樣，隨著面積的增加防疊質量也相應提高。因此，矩形函數1為防疊作用提供了最佳的先決條件，但總是在極值點有很大的停留時間，這便引起上面所談及的缺陷。
為得到防疊函數效果的可比較的結果，就要以在周期和振幅上的相同的變化條件為基礎。振幅是用導紗器的驅動轉速的最大±5％的變化來確定的。周期是每單位時間的雙動程，大約為15.5。在圈數比WV＝2時，也就是在筒子每迴轉一圈走兩個雙動程時，在一個初始直徑為167.78mm的圓柱形筒子上對幹擾性能進行模擬。在導紗器傳動的基本轉速下，公稱交叉角為33°，紗線速度為125.73m/min，筒子寬度為156.6mm。在防疊作用期間，交叉角變化大約±1.65度，而每分鐘的雙動程數變化大約為±4.87％。
下面藉助附圖2至5來說明上述除鋸齒形函數之外的函數的幹擾結果。在此描繪了每個激勵函數的大約3個周期，它們在大約168.2mm的筒子直徑附近開始於激勵函數的零點的。在橫坐標上描繪的是筒子直徑，橫坐標同時也是時間軸。在縱坐標上分別描繪了一個筒子圓周。在縱坐標上的完整的筒子圓周對應於在橫坐標上的每一直徑。依次描繪出每次雙動程的換向點並按照其順序把這些換向點連接起來。
圖2顯示的是一個正弦函數的幹擾效果。在筒子直逕到168.2mm之前，周期經過零點。然而在經過零點時，讓圈數比為整數2，即筒子每迴轉一圈走兩個雙動程，由此便提供了疊繞的先決條件，通過導紗器驅動轉速的變化及由此產生的動程速度的變化，便開始預期的幹擾。而在經過零點時，這裡是圖表曲線的極值點，根據正弦函數的斜率，可以看到兩個雙動程並排，每一雙動程的換向點繼續向離開零點的方向移動，此時以便在半個周期之後在圖表曲線的極值點上重新較近地靠攏甚至重疊。這就是說，能夠看到在筒子圓周面上的疊繞底紗上與幹擾曲線經過零點相似。此外，在交叉卷繞筒圓周上的換向點分布不好。換向點的分布局限於大約185°範圍，而大約175°仍然沒有被覆蓋，這一範圍只是慢慢地在交叉卷繞筒的圓周上移動，由此，在所經過的花紋組織區的範圍內，筒子的結構出現參差不齊的現象。
圖3顯示的是一個三角函數的幹擾效果。該函數位於正弦函數之下，且與此同時由該函數所包圍的面積也位於正弦函數之下。因此幹擾質量差一些，正如可以明顯地從換向點的位置分布上看出的那樣。換向點分布在交叉卷繞筒圓周上的一個更加小的角範圍上。關係大約為150°比210°，210°是仍沒有被覆蓋的。由於換向點重疊並緊靠在一起，則基於相對正弦函數而言三角函數更小的坡度，在此便已出現了花紋組織。
圖4顯示的是一個矩形函數的幹擾效果。伸出圖表下緣的曲線段補充了相應的角範圍。基於最大的包圍面積，矩形函數具有最好的幹擾效果。在筒子圓周上只有大約75°沒有換向點。此外，與在圖2和3的激勵函數影響下卷繞的筒子相比，筒子的結構相當均勻。然而，如果基於導紗器的動程數，在矩形函數情況下已變成直線的極值點上整數圈數比時，則矩形函數失去其幹擾效果，甚至也再現疊繞。
圖5顯示的是根據本發明的多角函數的幹擾效果。基於比矩形函數的面積小一些的面積，則其幹擾效果也就差一些。但它比正弦函數的幹擾效果要好得多。交叉卷繞筒子未被換向點覆蓋的圓周範圍大約有130°。在經過零點的區域內的換向點的位置比在正弦函數和三角函數情況下的要稀疏得多。因此在經過零點區域出現疊繞現象的危險是很小的。
在圖6中列舉了一些這方面的實施例，例如可以改變激勵函數，以迴避相似幹擾單元的循環。
經過周期長度為2π且振幅為±1的八個周期，描繪了一個總是在每半周期帶兩個轉折點的多角函數，在此，這些轉折點的位置是周期變化的。位置變化出現在2π至4π和6π至8π周期中。在0至4π周期中，用虛線畫出了一條多角函數的仿形曲線。
在圖7中，有一些其他幹擾單元被插入到了每半周期帶兩個轉折點的多角函數中。在2π至4π周期中，不僅振幅被改變了，而且轉折點的位置也被改變了。在4π至6π周期中，每半周期各有兩個轉折點被補插入到了折線段中。
在圖8中描述了卷繞裝置和導紗器的受控驅動裝置的實例。
通過在不同卷繞狀態所描述的、分別置於一個卷取輥12之上的交叉卷繞筒子11，僅示意地描述了卷繞裝置10。一根通軸13把所有的卷取輥12相互連接在一起並且通過該軸同時的卷取輥12相互連接在一起並且通過該軸同時驅動所有的卷取輥。軸13的驅動是藉助一臺經齒輪裝置15與該軸13耦合的電動機14實現的。
當卷取鼓12按箭頭方向16旋轉時，位於交叉卷繞筒前的導紗器17在交叉卷繞筒11的寬度範圍內相應的雙面箭頭18做往復運動。所有的導紗器17均被安置在一根導紗器通軸19上。藉助一個特殊的齒輪裝置20，軸21所提供的電動機22的旋轉運動轉變成了往復運動。
用於驅動卷取鼓12的電動機的轉速以及用於驅動導紗器軸19的電動機的轉速相互匹配以平衡在導紗器往復運動過程中的紗線張力。出於這一原因，經過控制線14a或22a把它們與一個控制裝置23連在一起。一臺函數發生器24串聯地接到該控制裝置23上，它是通過一條控制線24a與控制裝置23連接起來的。函數發生器產生出可以經輸入端25輸入給函數發生器24的激勵函數。激勵函數的曲線變化可以在顯示器26上描繪出來。隨機發生器27提供了這樣的可能性，即按照隨機原則對所指示的幹擾方式進行選擇和疊加。
權利要求
1.在卷繞裝置上卷繞無規則卷繞的交叉卷繞筒的過程中避免疊繞的方法，在此，導紗器使紗線往復運動並且導紗器的驅動速度按照一個周期激勵函數在一個最大值和一個最小值之間擺動，幹擾導紗器驅動速度的激勵函數的斜率在經過零點時是這樣選擇的，以致它在那點上比具有相同周期的振幅的正弦函數的斜率大，其特徵在於在極值點附近的斜率是這樣選擇的，以致它與具有相同周期和振幅的正弦函數的第一部分的斜率值相比，所說激勵函數的第一部分的斜率值在這一區域要大些，並且它在經過一個零點和一個激勵函數的極值點之間至少要這樣變化一次，以致而後該斜率值在直到極值點附近的區域上都小於具有相同周期和振幅的正弦函數的第一部分的斜率值。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於幹擾導紗器驅動速度的周期函數的斜率是持續變化。
3.根據權利要求1的方法，其特徵在於幹擾導紗器驅動速度的周期函數是一個多角函數並且該多角函數在半薦至少有三個轉折點。
4.根據權利要求1至3之一的方法，其特徵在於幹擾導紗器驅動速度的激勵函數的周期是變化的。
5.根據權利要求1至4之一的方法，其特徵在於幹擾導紗器驅動速度的激勵函數的振幅是變化的。
6.根據權利要求3至5之一的方法，其特徵在於所說多角函數的轉折點的位置是變化的。
7.根據權利要求3至6之一的方法，其特徵在於所說多角函數的轉折點的數量是變化的。
8.根據權利要求1至7之一的方法，其特徵在於藉助一臺隨機發生器對所指示的幹擾方式進行選擇。
全文摘要
本發明涉及一種在交叉卷繞筒的卷繞過程中避免疊繞的方法。按周期激勵函數對導紗器的驅動速度施加影響是已知的。本發明提出的任務在於這樣選擇周期激勵函數在極值點的斜率,以致與具有相同周期和振的正弦函數的第一部分的斜率值相比,所說激勵函數的第一部分的斜率在該點的區域上要大些。在經一個零點和一個極值點之間,坡度值至少要這樣變化一次,以致它小於具有相同周期和振幅的正弦函數的第一部分的斜率值。
文檔編號B65H54/38GK1176216SQ9612149
公開日1998年3月18日 申請日期1996年12月21日 優先權日1995年12月22日
發明者L·布克爾斯 申請人:W·施拉夫霍斯特公司